Question

15．元素鉻（Cr）在溶液中主要以Cr³⁺（藍紫色）、Cr（OH）₄^-（綠色）、Cr₂O₇^2-（橙紅色）、CrO₄^2-（黃色）等形式存在．Cr（OH）₃ 為難溶于水的灰藍色固體，回答下列問題：
（1）某鉻的化合物的化學式為Na₃CrO₈，其結(jié)構如圖1所示，則Cr 的化合價為+5，該化合物中含有的化學鍵有離子鍵、共價鍵．  

（2）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質(zhì)相似，寫出Cr（OH）₃的電離方程式：H⁺+CrO₂^-+H₂O?Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-
（3）CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在溶液中可相互轉(zhuǎn)化．室溫下，初始濃度為1.0mol•L^-1的Na₂CrO₄溶液中c（Cr₂O₇^2-）隨c（H⁺）的變化如圖2所示．
①根據(jù)A 點數(shù)據(jù)，計算出該轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù)為1.0×10¹⁴．
②溫度升高，溶液中的平衡轉(zhuǎn)化率減小，則該反應的△H小于0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）目前處理酸性Cr₂O₇^2-廢水多采用鐵氧磁體法．該法是向廢水中加入FeSO₄•7H₂O，將Cr₂O₇^2-原成Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉(zhuǎn)化成相當于Fe^Ⅱ[Fe_x^ⅢCr^Ⅲ2-x]O₄（鐵氧磁體，羅馬數(shù)字表示元素價態(tài)）的沉淀．處理1molCr₂O₇^2-，需加入a　mol　FeSO₄•7H₂O，下列結(jié)論正確的是D．
A．x=0.5，a=8　　　B．x=0.5，a=10
C．x=1.5，a=8　　D．x=1.5，a=10．
（5）+6 價鉻的化合物毒性較大，常用將廢液中的Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，該反應的離子方程式為5H⁺+Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合物化合價代數(shù)和為0結(jié)合陰離子結(jié)構為解答；
（2）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質(zhì)相似，則Cr（OH）₃為兩性氫氧化物；
（3）①A點c（Cr₂O₇^2-）=0.25mol/L，c（H⁺）=10^-7mol/L，c（CrO₄^2-）=0.5mol/L，依據(jù)平衡常數(shù)概念計算，K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（{H}^{+}）{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}$；
②升高溫度，溶液中CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動；
（4）根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等，再結(jié)合原子守恒進行計算；
（5）利用NaHSO₃的還原性將廢液中的Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺．

解答 解：（1）因為化合物化合價代數(shù)和為0，又化學式Na₃CrO₈中陰離子結(jié)構可表示為，則氧為-1價，鈉為+1價，所以鉻為+5，化合物中含有化學鍵類型為離子鍵、共價鍵，
故答案為：+5；離子鍵、共價鍵；
（2）Cr³⁺與Al³⁺的化學性質(zhì)相似，則Cr（OH）₃為兩性氫氧化物，電離方程式為H⁺+CrO₂^-+H₂O?Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-，
故答案為：H⁺+CrO₂^-+H₂O?Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-；
（3）①A點Cr₂O₇^2-的濃度為0.25mol/L，則消耗的CrO₄^2-的濃度為0.5mol/L，則溶液中的c（CrO₄^2-）=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L，H⁺濃度為1×10^-7mol/L，此時該轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù)為 K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（{H}^{+}）{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{0.25}{0．{5}^{2}×（1{0}^{-7}）^{2}}$=1.0×10¹⁴，
故答案為：1.0×10¹⁴；
②升高溫度，溶液中CrO₄^2-的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動，說明正方向放熱，則該反應的△H＜0，
故答案為：小于；
（4）處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄•7H₂O，根據(jù)鉻原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反應后生成 $\frac{2}{2-x}$molFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x•Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根據(jù)鐵原子守恒得amol=$\frac{2（1+x）}{2-x}$mol①，該反應中得失電子數(shù)相等，1mol×2×3=$\frac{2}{2-x}$mol×（3-2）×x，解得x=1.5，將x=1.5代入①得a=10，
故答案為：D；
（5）利用NaHSO₃的還原性將廢液中的Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，發(fā)生反應的離子方程式為：5H⁺+Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-=2Cr³⁺⁺3SO₄^2-+4H₂O，
故答案為：5H⁺+Cr₂O₇^2-+3HSO₃^-=2Cr³⁺+3SO₄^2-+4H₂O．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學反應原理的分析與探究、化學平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)的計算的知識，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意平衡常數(shù)的理解應用，題目難度中等．